C++类细节，反汇编，面试题02

文章目录

2. 虚函数vs纯虚函数
3. 重写vs重载vs隐藏
- 3.1. 为什么C++可以重载？
4. struct vs union
- 4.1. 为什么要内存对齐？
5. static作用
6. 空类vs空结构体
- 6.1. 八个默认函数：
- 6.2. 为什么空类占用1字节
7. const作用
- 7.1 指针常量vs常量指针vs常量指针常量
8. 接口vs抽象类
9. 浅拷贝vs深拷贝
- 9.1. 深拷贝应用场景
- 9.2. 调用拷贝构造函数的三种情况
10. 写时拷贝

2. 虚函数vs纯虚函数

virtual修饰的成员函数就是虚函数，它允许在子类中重新定义与基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和子类的同名函数。引入虚函数是为了动态绑定。
纯虚函数除了关键字virtual外，还要 =0，它是在基类中声明但没有定义的虚函数，要求子类必须提供实现。引入纯虚函数是为了派生接口，即子类仅仅只是继承函数的接口。

3. 重写vs重载vs隐藏

重写：发生继承关系中，子类重写父类的方法。
重载：发生在同一个类中，函数名相同，但参数个数或类型不同。
隐藏：子类函数屏蔽了与其同名的基类函数，有以下两种情况：
1、参数不同，基类函数被隐藏 （而不是重载）。
2、参数相同，但基类函数没有virtual关键字，基类函数被隐藏 （而不是重写）。

3.1. 为什么C++可以重载？

C++引入了命名空间，以及作用域，比如类作用域，命名空间作用域。
函数在编译期间，链接符号的时候，会在符号后追加一些特殊标识，比如add函数，变成add@123。

4. struct vs union

相同：都可以将不同类型的变量组合成一个整体。
区别
- struct 里的每个成员都有自己独立的内存空间；sizeof(struct) 是内存对齐后所有成员长度的总和。
- union 里的所有成员共享同一内存空间；sizeof(union) 是内存对齐后最大的数据成员长度。

4.1. 为什么要内存对齐？

确保代码在不同平台上的兼容性。
提高内存访问的效率。
ps：在Visual Studio中，默认对齐值8，将它与结构体中最大的数据成员长度进行比较，取两者的较小值，设定为实际对齐值。

5. static作用

static修饰的成员变量就是类变量，是类的所有对象共有的。
static修饰的成员函数就是类方法，类方法不能访问对象变量只能访问类变量，可以由类名直接调用，也可以由对象调用。
static修饰的局部变量就是局部静态变量，在函数内可以访问到。
static修饰的全局变量就是全局静态变量，是当前文件内可以访问到。
ps：对象变量，是每个对象单独拥有的。
ps：const强调值不能被修改，而static强调内存只有一份拷贝。

6. 空类vs空结构体

空类：默认private。
空结构体：默认public。

6.1. 八个默认函数：

构造函数【A();】
析构函数【~A();】
拷贝构造函数【A (const A&);】
重载赋值运算符【A&operator = (const A&);】
重载取址运算符【A* operator& ();】
重载取址运算符const 【const A* operator& () const;】
移动构造函数（C++11) 【A(A&&);】
重载移动赋值运算符（C++11）【A& operator = (const A&&);】

6.2. 为什么空类占用1字节

因为如果对象完全不占用内存空间，空类就无法取得实例的地址，this指针失效，因此不能被实例化。而类的定义是由数据成员和成员函数组成的，在没有数据成员情况下，还可以有成员函数，因此仍然需要实例化。

7. const作用

限定变量不可修改。
限定成员函数不可修改数据成员（后置const）。
成员函数的返回值类型是const，则返回值不是左值（前置const）。
用const对函数的参数修饰，表面是输入参数，在函数内不可写。
const函数只能调用const函数，非const函数可以调用const函数。

7.1 指针常量vs常量指针vs常量指针常量

指针常量，即指针本身是常量，所以指针的值（内存地址）不能改变，示例如下。

    int a = 10, b = 20;int* const p= &a;p = &b;  //错误，指针存放的内存地址不可变*p= 100; //正确，内存地址存放的内容可以改变

常量指针，即指向常量的指针，不能通过指针修改指向的内容，示例如下。

    const int a = 10;int b = 20;const int* p = &a;p = &b; //正确， 指针存放的内存地址可变*p = 100; //错误，指针指向的内容不可变b = 100; //正确，可以通过原来的声明修改

常量指针常量，即指向常量的指针本身也是常量，不能通过指针修改指向的值，指针的值不能改变，示例如下。

    const int a = 10;int b = 20;const int* const p = &a;p = &b; //错误， 指针存放的内存地址不可变*p = 100; //错误，指针指向的内容不可变

8. 接口vs抽象类

抽象类：带有纯虚函数的类。
抽象类作用：为了扩展和重用。
接口：没有数据成员；成员函数都是公有的、都是纯虚函数，虚析构函数除外；是完全抽象的类。
接口作用：只提供了一种规范，实现接口的类必须实现接口中的所有方法。
相同：都不能实例化，但可以创建指针。
代码如下。

// ConsoleApplication5.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
#include<iostream>
using namespace std;//抽象类
class Shape 
{
protected: //数据成员：价格和面积double price; double area; public://构造函数Shape() :price(100),area(0) {} //虚析构函数virtual ~Shape() { printf("%s\n", "Delete shape"); } //纯虚函数：获取图形描述和获取价格virtual void getDescription() = 0; virtual void getPrice() = 0;
};//接口
class Draw
{
public://虚析构函数virtual ~Draw() { printf("%s\n", "Delete Draw"); }//纯虚函数：输出图形周长virtual void drawLen() = 0;  
};//具体类
class Circle : public Shape,public Draw
{
private:double radius; public:Circle(double r) : radius(r) { area = 3.14 * radius * radius; price = 100 + area * 6; }~Circle() { printf("%s%f\n", "Delete circle with radius ",radius); }void getDescription() { printf("%s%f\n", "Circle with radius ",radius);}void getPrice(){ printf("%s%f%s%f\n", "Circle with area ", area," price ",price); }void drawLen() { printf("%s%f\n", "Circle with len ", 2 * 3.14 * radius); }
};int main() {Circle c(5.0);Shape* s = &c; //基类（Shape）指针指向子类（Circle）对象s->getDescription();s->getPrice();Draw* d = &c;  //基类（Draw）指针指向子类（Circle）对象d->drawLen();_CrtDumpMemoryLeaks();return 0;
}

程序执行结果，如下图。

在这里插入图片描述

9. 浅拷贝vs深拷贝

浅拷贝只是将指针拷贝，指向同一块内存。
深拷贝是直接将内存拷贝一份。

9.1. 深拷贝应用场景

【注意】 当类成员变量是指针，为它动态分配内存时，有以下两种bug情况：
1、若使用默认的重载赋值运算符进行浅拷贝，即a和b指向同一内存，但b曾指向的内存不会被删除，造成内存泄漏；若一方离开了它的生存空间，使用析构函数释放资源，另一方会变成悬空指针，导致未定义行为；同时当另一方调用析构函数时，会因重复释放同一堆空间而触发中断。
2、若使用默认的拷贝构造函数进行浅拷贝，会重复释放同一内存。
所以，为避免这两种bug情况，需要进行深拷贝。
修改一个对象不会影响到另一个对象时，进行深拷贝以确保每个对象都有自己独立的数据副本。

9.2. 调用拷贝构造函数的三种情况

用一个对象去初始化另一个对象时。
当函数的参数是对象时，形参是实参的副本，即拷贝构造了一个新对象。
- vs 但当函数的参数是对象引用或对象指针时，是直接传递对象this指针，无需拷贝。
当函数的返回值是对象引用时，由于临时对象离开了函数就会消失，所以要对临时对象进行拷贝，构造一个新对象。【注意】 当临时对象出了函数作用域后，存放它数据的那块内存随时会被占用，写入新数据，所以在拷贝构造过程中 【存在安全隐患】，即它可能拷贝别的内容，代码和反汇编如下。
- vs 但当函数的返回值是对象指针时，由于指针指向临时对象，所以临时对象还没消失，并且也无需进行拷贝。
- vs 【注意】 但当函数的返回值是对象时，不一定会调用拷贝构造函数，因为C++编译器通常会进行返回值优化，即它直接传递保存返回值的对象this指针，然后在函数内直接构造，由于这个对象是在函数外定义的，所以不会受函数作用域的影响。

#include <iostream>
using namespace std;class A {
private:int data;
public:A(int i) { data = i; } 	A(const A& a){data = a.data;cout << "拷贝构造函数执行完毕" << endl;}};A& getA() {A a(3);return a;
}int main() {A d1 = getA();      		    			return 0;
}